郑明涛

(哈电集团(秦皇岛)重型装备有限公司，河北秦皇岛 066200)

0 引言

SA-213 T22(2.25Cr-1Mo)换热管和SA-182 Grade F22 Class 1锻件均属于耐热合金Cr-Mo钢种，具备较高热强性和耐持久能力[1]。Cr-Mo钢在石油化工高温高压设备中具有较为广泛的用途。部分热交换器、废热炉等管壳式承压设备也选用Cr-Mo钢换热管及管板作为换热介质的承压边界，这类设备的管子与管板焊缝是设备制造的关键承压焊缝[2-3]。

为某电厂制造的立式换热蒸汽发生器，由于内部换热构件长期在超过550 ℃的环境中运行，因此产品入口给水管板选用耐高温低合金Cr-Mo 钢SA-182 Grade F22 Class 1锻件，换热管选用尺寸为∅19 mm×3 mm的耐高温低合金Cr-Mo 钢SA-213 T22材料。

依据耐热合金钢材料的焊接特点，该类材料在焊接过程中需要经历较高温度的预热、后热和焊后热处理等工序；同时该产品结构复杂，只能采用立式装焊结构，不同于以往的换热类设备的焊接操作方式，管子-管板焊缝只能在仰焊位置实施焊接。因此，通过对耐热合金管子-管板仰焊焊接工艺的研究，确定可靠的工艺参数和控制措施，确保产品的焊缝质量。

1 焊接工艺选择

耐热合金钢SA-213 T22换热管规格为∅19 mm×3 mm，属于厚壁小直径换热管，管板孔名义孔桥尺寸为8 mm。管子-管板焊缝在高温高压下运行，优先采用焊接加胀接的双重工艺，即强度胀和密封焊的接头形式[4]。考虑到该立式换热设备的设计原理和运行环境，尤其是管子-管板焊缝最小泄漏通道不小于2 mm的检验要求，工艺研究的管子-管板的接头设计为管板开坡口、换热管不开坡口的内缩式焊接坡口形式，其中内缩深度t为2～2.5 mm，管板侧管孔坡口角度θ为45°±0.5°，如图1所示。……